CS274278B2

CS274278B2 - Method of molten steel refining

Info

Publication number: CS274278B2
Application number: CS365786A
Authority: CS
Inventors: Ian F Ing Masterson
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1985-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1991-04-11
Also published as: KR860009135A; IN166109B; ES8707300A1; CN1009837B; BR8602264A; CA1245862A; CN86103345A; ES555135A0; MX165053B; AU589633B2; CS365786A2; US4599107A; KR910002950B1; EP0204210B1; EP0204210A1; IL78850A; AU5758686A; DE3671762D1; ATE53405T1; JPS61266516A

Description

Vynález se týká způsobu rafinace taveniny oceli, s výhodou uhlíkaté oceli, nizkolegované oceli nebo nerezové oceli, která má s výhodou počáteční ob3ah uhlíku v rozmezí od 0,2 do 5 % hmot., který se provádí vháněním kyslíku pod hladinu lázně za současného kontrolováni kyslíku vháněného na povrch lázně taveniny.

Při podpovrchové pneumatické rafinaci oceli se kyslík vháni do taveniny oceli z míst nad hladinou taveniny za účelem oduhličeni taveniny. Kyslík vháněný pod hladinu lázně taveniny reaguje s uhlíkem v tavenině za vzniku oxidu uhelnatého, který potom ve formě bublin vystupuje z taveniny a tak slouži k odstraňováni uhlíku z této taveniny. Reakce kyslíku s uhlíkem za vzniku oxidu uhelnatého je exothermická, což Je z hlediska prováděni tohoto procesu velmi výhodné, protože se při této reakci dodá tavenině teplo a přispívá se tak k dosaženi požadované odpichové teploty taveniny.

Ačkoliv reakce kyslíku s uhlíkem za vzniku oxidu uhelnatého je exothermická, což je v dané situaci příznivé, je reakce kyslíku s uhlíkem za vzniku oxidu uhličitého mnohem vice exothermická. Například teoretické teplot uvolněné reakci jednoho molu uhlíku a jedné poloviny molu plynného kyslíku na jeden mol oxidu uhelnatého je 110513 3, zatímco teoretické teplo, uvolněné reakci jednoho molu uhlíku a jednoho molu plynného kyslíku na jeden mol oxidu uhličitého Je 402142 3. Tyto skutečnosti jsou odborníkům pracujícím v daném oboru dostatečně dobře známy, přičemž bylo vyvinuto mnoho procesů, které využívají této termodynamiky chemické reakce k vytvořeni většího množství tepla při oduhličováni taveniny oceli.

3ednim z těchto procesů je vhánění kyslíku na hladinu lázně, prováděné kromě vháněni kyslíku z míst pod hladinou lázně. Tento kyslík vháněný na povrch lázně reaguje s oxidem uhelnatým pod klenbou rafinační nádoby nad hladinou lázně. Oxid uhelnatý, který probublal tavaninou a luvolnil se, reakci s kyslíkem tvoři oxid uhličitý, čimž se uvolňuje přídavné teplo, o kterém byla shora zmínka v souvislosti s rozdílem uvolněného tepla při reakci uhliku a plynného kyslíku na oxid uhličitý oproti tvorbě oxidu uhelnatého. Podle dosavadního Stavu techniky bylo také zjištěno, že spalováni oxidu uhelnatého nad hladinou taveniny oceli obsahující chrom, která je oduhličována vháněním kyslíku pod hladinu lázně, potlačuje oxidaci chrómu a v podstatě zvyšuje rychlost odstraňováni uhliku, aniž se zvyšuje rychlost, se kterou se kyslík vháni pod hladinu lázně.

S oxidem uhelnatým pod klenbou rafinační nádoby nereaguje veškerý kyslík vháněný na povrch lázně na oxid uhličitý. Část tohoto kyslíku vháněného na hladinu lázně naráží na lázeň a reaguje se eložkami lázně. Mezi tyto složky lázně lze zahrnout křemík nebo hliník, které byly přidány do taveniny k jejímu vyhřátí. Mezi další složky, s nimiž může reagovat kyslík vháněný na hladinu lázně je možno zahrnout chrom, mangan a železo, Reakce kyslíku vháněného na hladinu lázně s uhlíkem má ten příznivý účinek, že se podili na oduhličeni ocelové taveniny, čímž snižuje dobu a proto i náklady na rafinaci každé dané ocelové lázně na jakýkoliv požadovaný obsah uhliku.

Hlavni nevýhoda tohoto dosud používaného procesu rafinace podle dosavadního stavu techniky spočívala v zavedeni jisté neurčitosti do oduhličovaciho procesu. 3e to proto, že procentuální podíl kyslíku, který reaguje s oxidem uhelnatým pod klenbou rafinační nádoby, a procentuální podíl kyslíku, který reaguje se eložkami lázně, nelze přesně předem určit a kontrolovat. Při rafinaci uhlíkatých oceli, obsahujících méně než celkem 2 % hmot. legujících prvků, jako jsou mangan a chrom, je hlavni složkou lázně, která se oduhličuje, uhlík. Destllže se proto rafinuje obyčejná nelegovaná uhlíkatá ocel, neni možno množství uhliku, odstraňovaného z ocelové taveniny, přesně určit a kontrolovat, právě vzhledem k výše uvedené neurčitosti, jaké množství uhliku je oxidováno kyslíkem vháněným na povrch lázně. Výše uvedená nevýhoda ovšem nepředstavuje problém v případech, kdy se vyrábí ocel se širokým rozmezím obsahu uhliku. Tento proces má však značné omezeni v případech, kdy je požadována ocel 3 přesně definovaným obsahem uhliku.

Při výrobě vysoce kvalitních nizkolegovaných nebo nerezových oceli, obsahujících vice

CS 274 278 B2 než 2 % hmot. legujících prvků, jako jsou mangan a chrom, jsou tyto prvky oxidovány spolu s uhlíkem v průběhu oduhličovaciho procesu. Z toho důvodu, aby ss zachoval obsah cenných kovů, jako jsou chrom a mangan, které jsou přítomny ve strusce ve formě oxidů, je proto nutno do roztavené lázně v okamžiku, kdy bylo dosaženo požadované úrovně obsahu uhliku, přisadit redukovadlo. Redukovadlo, kterým je zpravidla křemík nebo hliník, reaguje s kovovými oxidy za vzniku oxidu hlinitého nebo oxidu křemičitého, přičemž se uvolňuji cenné kovy v jejich elementární formě, jako je chrom a mangan. Tyto cenné kovy zůstanou v tavenině, zatímco oxid hlinitý a oxid křemičitý zůstanou va strusce. Aby bylo možno účinně zpětně ziskat oxidované kovy za současného dosaženi specifikovaného obsahu křemíku a/nebo hliníku v oceli, je nutno znát množetvi kyslíku vháněného na hladinu lázně, které reaguje se složkami lázně.

Cílem uvedeného vynálezu Je proto navrhnout způsob rafinace taveniny oceli vháněním kyslíku pod hladinu lázně, při kterém se současně vhání kyslík na hladinu lázně, při kterém by bylo možno přesně určit a kontrolovat procentuální pódii kyslíku vháněného na hladinu lázně, který reaguje se složkami lázně.

Vynález se tedy týká způsobu rafinace taveniny oceli, s výhodou uhlíkové oceli, nizkolegované oceli nebo nerezové oceli, která má ve výhodném provedeni počáteční obaah uhliku v rozmez! od 0,2 do 5 % hmot., který se provádi v rafinačni nádobě, přičemž se do taveniny oceli vhání kyslík pod hladinu lázně, přinejmenším část tohoto kyslíku vháněného pod hladinu lázně reaguje s uhlikem v tavenině na oxid uhelnatý unikající z lázně, dále se vháni kyslík tryskou nad hladinu lázně, přičemž část z tohoto kyslíku vháněného nad hladinu lázně taveniny reaguje se 9ložkami taveniny a druhá část tohoto kyslíku vháněného nad hladinu lázně reaguje s oxidem uhelnatým unikajicim z taveniny v prostoru nad hladinou taveniny, přičemž podstata tohoto způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že požadovaná část z kyslíku vháněného nad hladinu lázně, která reaguje se složkami taveniny, se řidl vztahem:

P π K - (1629/sekunda) . (L/V) ve kterém znamená P požadovaný procentuální podíl kysliku vháněného na povrch lázně, který reaguje se složkami lázně,

L je výška otvoru trysky nad povrchem lázně (v metrech),

V je rychlost kysliku vháněného tryskou (v metrech za sekundu), a l< je konstanta o hodnotě v rozmezí od 56 do 72.

Průtočné množství kysliku vháněného pod hladinu lázně do taveniny se ve výhodném pro3 vedeni podle vynálezu pohybuje v rozmez! od 15,5 do 187,3 m kyslíku na tunu taveniny oceli za hodinu. Kyslík se vháni pod hladinu lázně taveniny výhodně spolu s inertním plynem.

Ve výhodném provedeni postupu podle vynálezu odpovídá podíl kysliku vháněného na hladinu lázně pod klenbou rafinačni nádoby 25 až 150 % kysliku vháněného pod hladinu lázně taveniny. Kyslík vháněný na povrch taveniny oceli se přivádí ve výhodném provedeni rychlosti 45,7 m.s”³ až rychlosti zvuku. Kyslík se vháni na hladinu lázně taveniny ve výhodném provedeni ve svislé vzdálenosti od hladiny lázně v rozmez! od 0,56 metru až 3,81 metru.

Kyslík je možno výhodně vhánět na hladinu lázně z prostoru pod klenbou rafinačni nádoby nebo může být výhodné vhánět kyslík z prostoru nad klenbou rafinačni nádoby. Dále může být výhodné vhánět kyslík na povrch lázně taveniny buň ve směru kolmém, nebo ve směru šikmém .

Výhodou postupu podle vynálezu je to, že je možno tento postup použit k rafinaci všech druhů oceli, přičemž se dosáhne velmi dobré přesnosti konečného obsahu uhlíku v oceli a současně se udrží požadovaný obsah cenných složek oceli. Také je možno dosáhnout předem požadovaného obsahu křemíku a hliníku. Postup podle vynálezu tedy spojuje výhody oduhličo3

CS 274 278 B2 vaciho procesu, při kterém se vhání kyslík pod povrch lázně taveniny, s postupem, při kterém se vhání kyslík na hladinu lázně taveniny za současného přesného kontrolováni stupně oduhličenl taveniny oceli.

Termínem lázeň se v tomto textu mini vnitřní obsah ocelářské nádoby při rafinaci a představuje taveninu, tzn. roztavenou ocel a materiál rozpuštěný v této roztavené oceli, a etrusku, která představuje nerozpuštěný materiál v této roztavené oceli.

Terminem kyslík vháněný na hladinu lázně” nebo na povrch lázně se mini kyslik vháněný do prostoru nad hladinou lázně taveniny.

Terminem kyslik vháněný pod hladinu lázně neboli pod povrch lázně ee mini kyslik vháněný do taveniny pod hladinou.

Termín tryska zde znamená trubkovitý prostředek přivádějící kyslik, který má ústi konstantního průřezu, jimž se kyslik vhání do prostoru nad hladinou lázně.

Termín výška otvoru neboli místo vháněni kyslíku z prostoru nad hladinou lázně se mini svislá vzdálenost místa přiváděni kyslíku na hladinu lázně od otvoru trysky ke klidné hladině lázně.

Terminem pod klenbou rafinačni nádoby se v popisu uvedeného vynálezu mini prostor v ocelářské nádobě nad hladinou lázně.

Termín argonkyslikový oduhličovaci proces neboli “AOD proces v tomto textu znamená způsob rafinace roztavených kovů a slitin obsažených v rafinačni nádobě opatřené alespoň jednou tryskou ponořenou pod hladinou lázně. Argonkyslikový oduhličovaci proces neboli AOD proces sestává ze dvou fázi:

- tryskou nebo tryskami se vhání do taveniny neboli pod hladinu lázně plyn obsahující kyslik a až 90 % zřeňovaciho plynu, přičemž timto zřeňovacím plynem je možno snižovat parciální tlak oxidu uhelnatého v plynových bublinách, vytvářených v průběhu oduhličování taveniny, dále měnit přiváděné množství kyslíku do taveniny aniž se podstatně mění průtočné množství celkově vháněného proudu plynu, a/nebo může zřeSovaci plyn sloužit jako ochranné médium, potom se vhání do taveniny, neboli pod hladinu lázně, promývací plyn alespoň jednou shora uvedenou tryskou, přičemž tento promývací plyn odstraňuje nečistoty z taveniny odplyňovanim, redukci, zplyněním nebo flotaci uváděných nečistot s následným zachycením těchto nečistot ve strusce nebo následnou reakci s touto struskou.

□akožto vhodné zřeňovaci plyny Ja možno uvést argon, helium, vodík, dusík, páru nebo uhlovodíky. Oakožto vhodné promývací plyny je možno uvést argon, helium, vodik, dusík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, pára a uhlovodíky. Kapalných uhlovodíků je také možno použit jakožto ochranných médii. Výhodnými zřeSovacimi a promývacimi plyny jsou argon a dusík.

Také argon, dusík a oxid uhličitý je možno uvést jako výhodná ochranná média.

Postup podle uvedeného vynálezu je tedy možno schematicky rozdělit na následující stup ně:

- vháněni kyslíku do taveniny oceli pod hladinu lázně,

- reakce alespoň části kyslíku vháněného pod hladinu lázně taveniny s uhlíkem v tavenině na oxid uhelnatý, který uniká z lázně,

- vháněni kyslíku tryskou na hladinu lázně taveniny,

- reakce prvního podílu kyslíku vháněného na hladinu lázně taveniny se složkami lázně a reakce druhého podílu kyslíku vháněného nad hladinu lázně taveniny s oxidem uhelnatým unikajícím z lázně v prostoru nad hladinou, a

- dosaženi požadovaného podílu kyslíku vháněného na hladinu lázně, který reaguje se složkami lázně při dodrženi vztahu:

P - K - (1629/eekunda) . (L/V) va kterém máji P, K, L a V již shora uvedený význam.

CS 274 278 B2

Postup podls uvedeného vynálezu tedy umožňuje vytvářeni velkého množstvi tepla v průběhu rafinace oceli dokonalým spalováním uhliku na oxid uhličitý při dosaženi vynikající přesnosti konečného obsahu uhliku v oceli a při účinném zachováni hodnotných složek oceli a dosaženi přesně specifikovaného obsahu křemíku a/nebo hliníku. Při prováděni postupu podle vynálezu se spojují výhody vysoké kvality procesu, při kterém ss vhání kyslík do rafinačni nádoby pod hladinu lázně taveniny, jako js například argonkyslikový oduhličovaci proces AOO, s výhodami postupu, při kterém 9Θ kyslík vhání do rafinačni nádoby na hladinu lázně taveniny, takže je možno při tomto postupu provést vháněni kyslíku pod klenbu rafinačni nádoby na hladinu lázně k dokončeni spalovací reakce uhliku za stálého udržováni vynikajíc! kontroly oduhličeni při současném zajištěni přesnosti konečného obsahu uhliku v oceli.

^Postup podls vynálezu se může účinně aplikovat na jakýkoliv způsob podpovrchové pneumatické rafinace oceli. tzn. na jakýkoliv způsob. Dři kterém se vháni kyslík pod hladinu lázně. Timto postupem podpovrchové pneumatické rafinace oceli se mini jakýkoliv postup, při kterém se dosahuje oduhličeni taveninv oceli vháněním plynného kvsliku buď samotného, nebo ve směsi s alespoň jednou tekutinou, vybranou ze skupiny zahrnující argon, dusik, amoniak, páru, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, vodík, methan nebo plynné a kapalné vyšší uhlovodíky, pod hladinu lázně taveniny. Tekutiny se mohou vhánět do lázně taveniny za pomoci jednoho nebo několika programů vháněni kyslíku nsbo směsi kyslíku s jinými inertními plyny pod povrch lázně taveniny, v závislosti na kvalitě vyráběné oceli a na specifických používaných tekutinách ve směsi s kyslíkem . Rafinačni perioda se běžně zakončuje určitým dokončovacím opatřením, jako je například přidáváni vápna a/nebo legujících prvků za účelem redukování oxidovaných legujících prvků k úpravě složeni taveniny a k dosaženi požadovaného složeni taveniny.

Výhodným způsobem podpovrchové pneumatické rafinace oceli je argonkyslikový oduhličovaci proces AOO. Oestliže se použije argonkyslikového oduhličovaciho procesu může být poměr kyslíku k inertnímu plynu při vháněni této plynné směsi pod hladinu lázně taveniny kons tantni nebo se může měnit a obecně je v rozsahu od 5 : 1 do 1 : 9.

Při prováděni postupu podle uvedeného vynálezu se kyslík vháni do taveniny oceli pod povrch lázně taveniny. Množstvi kyslíku vháněného pod hladinu lázně taveniny odpovídá prů3 točnému množstvi v rozmszi od 15,6 do 187,3 m kyslíku na tunu taveniny za hodinu, přičemž ještě výhodnější průtočné množstvi je v rozmez! od 23m4 až 93,6 m kyslíku na tunu taveniny za hodinu. Tavenina oceli obsahuje uhlík, přičemž zpravidla je obsah uhliku v tavenině přibližně v rozmezí od 0,2 % do 5 % hmot. Určité množstvi kyslíku vháněného pod povrch lázně, a s výhodou jeho větší část, reaguje s uhlikem v tavenině za vzniku oxidu uhelnatého, který vytváří bubliny unikající z taveniny. Tato reakce je exothermická a dodává tavenině teplo a zároveň z taveniny odstraňuje uhlik.

Kyslík se vhání tryskou do prostoru pod klenbou rafinačni nádoby na hladinu lázně taveniny, takže přichází do styku s povrchem vrstvy strusky, která js na povrchu taveniny, Prvni podíl kyslíku proniká vrstvou 3trusky a reaguje se složkami taveniny a/nebo se složkami strusky, zatímco dalši pódii kyslíku vháněného na hladinu lázně taveniny zůstává v prostoru pod klenbou rafinačni nádoby a reaguje s oxidem uhelnatým, který uniká z taveniny. Podíl kyslíku vháněného na hladinu lázně taveniny odpovídá 25 % až 150 % kyslíku, va výhodném provedeni 30 % až 90 %, který je vháněn pod hladinu lázně taveniny.

Kyslík vháněný na hladinu lázně tavaniny se přivádí do prostoru pod klenbou rafinačni nádoby tryskou, majici otvor o průměru 12,7 až 50,8 milimetru. Otvor trysky může být v prostoru pod klenbou rafinačni nádoby nebo může být v malé vzdálanooti od tohoto prostoru nad klenbou rafinačni nádoby. Tryska js orientována obecně kolmo k povrchu lázně, takže kyslík vháněný na hladinu lázně je zaváděn na povrch strusky pod pravým úhlem, popřípadě může být tryska orientována v mirně skloněném úhlu vzhledem k hladině taveniny. Kyslík se vháni z otvoru trysky rychlosti V, která je obvykle 45,7 m.a¹ až rychlost zvuku. Výhodně je tato rychlost kyslíku V alespoň 45,7 m.s^-1, za účelem zmenšeni stupně opotřebováni trys5

CS 274 278 82 ky účinkem kyslíku. Otvor trysky má vertikální vzdálenost L nad povrchem lázně 0,56 metru až 3,81 metru, přičemž ve výhodném provedeni je tato vzdálenost v rozmezí od 0,91 metru až 3 metry. Výška umístěni trysky se volí podle velikosti trysky a podle průtočného množství kyslíku přiváděného pod klenbu rafinačni nádoby, přičemž se postupuje tak, aby se dosáhlo žádaného procentuálního podílu kyslíku vháněného na hladinu lázně, který reaguje se složkami lázně·

Postup podle vynálezu je založen na poznatku, že lze vypočítat a kontrolovat podíl kyslíku vháněného na hladinu lázně taveniny, který reaguje se složkami lázně. To znamená, že podle vynálezu je možno přaeně určit podíl kyslíku vháněného na hladinu lázně, který reaguje se složkami lázně a podíl, který reaguje nad hladinou lázně. To umožňuje doeaženi vynikající přesnosti konečného obsahu uhlíku, protože js možno přesně určit množství uhlíku odstraňovaného kyslíkem, vháněným na hladinu lázně a množství uhlíku odstraňovaného vháněním kyslíku pod hladinu lázně.

Tohoto přesného kontrolováni režimu procesu podle vynálezu je možno dosáhnout na základě vztahu:

P K - (1629/eekunda) . (L/V) kde P je požadovaný procentuální podíl kyslíku vháněného na povrch lázně taveniny, který reaguje se složkami lázně, a K, L a V mají již shora uvedený význam. Měněním výšky otvoru L a/nebo rychlosti zaváděni kyslíku V je možno v souhlase s uvedeným vztahem dosahovat žádaného procentuálního podílu P kyslíku reagujícího s taveninou. Postupem podle vynálezu je možno přesně stanovit množství kyslíku vháněného na hladinu lázně, který reaguje se složkami lázně a tak přesně kontrolovat množství uhlíku, který se oxiduje kyslíkem vháněným na hladinu lázně. Při aplikaci postupu podle vynálezu se může ve výhodném provedeni využívat tepla uvolňovaného spalováním oxidu uhelnatého na oxid uhličitý v prostoru pod klenbou rafinačni nádoby bez nejistoty konečného obsahu uhlíku v oceli v důsledku kolísáni podílu kyslíku, který se vhání na hladinu lázně a který reaguje se složkami lázně a nad hladinou lázně.

Postup podle uvedeného vynálezu je blíže ilustrován s pomoci připojených výkresů, kde na obr. 1 je schematický nákres rafinačni nádoby na výrobu oceli (podobná byla použita i při prováděni následujících příkladů 1 a 2) za tepelných podmínek pro výrobu oceli odpovidajicich grafu aa obr. 2, přičemž na obr. 2 je grafické znázorněni závislosti procentuálního množství kyslíku vháněného na hladinu lázně taveniny, které reaguje se složkami lázně, na poměru výšky otvoru trysky k rychlosti kyslíku vháněného na hladinu lázně za různých tepelných podmínek výroby oceli.

Podle obr. 1 se oduhličovaci proces provádí v rafinačni nádobě 4, přičemž tryskou 5 sa do rafinačni nádoby vhání kyslík pod hladinu taveniny oceli j.· Kyslík reaguje v tavenině e uhlíkem za vzniku oxidu uhelnatého, který z lázně uniká, což je na obr. 1 znázorněno čarami 9. Otvorem 2 trysky 7 se nad hladinu taveniny oceli vhání do rafinačni nádoby kyslík nebo směs kyslíku a inertního plynu, stejně jako tomu bylo u trysky 5. Rafinačni nádoba má vnitřní prostor pod klenbou 3, přičemž povrch lázně taveniny je označen vztahovou značkou 6.

Postup podle vynálezu je možno účinně využit k rafinaci všech druhů oceli, jako jsou například nerezová ocel, nízkolegované ocel, uhlíkatá ocel a nástrojová ocel. Na obr. 2 jsou graficky znázorněny hodnoty ukazující závislost procentuálního podílu kyslíku vháněného na povrch lázně a reagujícího se složkami lázně, na poměru výšky otvoru trysky a rychlosti kyslíku vháněného na povrch lázně. Tmavé tečky znamenají jednotlivé hodnoty. Hodnoty na obr. 2 byly získány při prováděni argonkyslíkového oduhličovaciho procesu v nádobě o nominální kapacitě v rozsahu 3 až 60 tun za použiti vháněni kyslíku na povrch lázně v průběhu oduhličováni při rafinaci uhlíkatých oceli, nízkolegovaných oceli a nerezových ocelí. Tmavá plná čára proložená získanými body znamená etředni hodnotu K ve výše uvedené rovnici.

CS 274 278 B2

Čárkovaná čára, která je rovnoběžná s čarou udávajici středni hodnoty K nad a pod plnou čarou znamená koncové body, tzn. hodnoty 56 a 72 pro konstantu K ve výše uvedené rovnici. Střední hodnota K je přibližně 64.

Postup podle uvedeného vynálezu bude blíže ilustrován na příkladech praktického provedeni tohoto postupu, přičemž tato příkladná provedeni nijak rozsah vynálezu neomezuji.

Přiklad 1

Podle tohoto provedeni bylo argonkyslíkovým oduhličovacim procesem zpracováno 5 tun nízkolegovaná oceli, která měla počáteční obsah uhliku 0,39 % hmot., přičemž bylo použito zařízení podle obr. 1. Tryskou 5 byl do rafinační nádoby 4 vháněn kyslík pod povrch lázně, přičemž průtočné množstvi odpovídalo 50 m kysliku na tunu oceli za hodinu, záro« 3 ven s oxidem uhličitým jako inertním plynem v průtočném množstvi 12,5 m na tunu oceli za hodinu. Kyslík reagoval s uhlíkem v tavenině za vzniku oxidu uhelnatého, který probublával lázní a unikal z ni. Oxid uhelnatý je na obr. 1 znázorněn jako čáry 9. Otvor trysky 2 byl umístěn 1 168,4 milimetrů nad povrchem lázně 6 a kyslík byl vháněn va směru čar 8 tryskou 7 do prostoru pod klenbou 3 rafinační nádoby 4 rychlosti 147,8 m.s^-1. Timto bylo dosaženo poměru L/V 0,008. Ze vztahu podle vynálezu vyplývá, že 51 _+ 8 % z množstvi kyslíku vháněného na hladinu lázně reagovalo se složkami lázně. Po zrafinováni lázně bylo zjištěno, že procentuální podíl kysliku vháněného na hladinu lázně, který reagoval se slož kami lázně, odpovídal 55 %.

Přiklad 2

Podls tohoto příkladu provedeni bylo argonkyslíkovým oduhličovacim procesem rafinováno 50 tun nerezové oceli o počátečním obsahu uhliku 1,46 % hmot., přičemž bylo použito podobného zařízeni, jako je znázorněno na obr. 1. Do rafinační nádoby 4 byl tryskou 5 vháněn kyslík pod hladinu taveniny oceli 1, přičemž průtočné množství tohoto kysliku odpovi3 ” dalo 31,2 m kyslíku na tunu oceli za hodinu. Společně e kyslíkem byl do této rafinační nádoby vháněn dusik jako inertní plyn, přičemž průtočné množství tohoto dusíku bylo v prv3 ním časovém invervalu 7,8 m dusíku na tunu oceli za hodinu, přičemž v druhém časovém in3 tervalu bylo toto množstvi 10,4 m dusíku na tunu oceli za hodinu. Kyslík reagoval s uhlíkem v tavenině a vznikal oxid uhelnatý, který z této taveniny vystupoval do prostoru pod klenbou rafinační nádoby. Oxid uhelnatý se uvolňoval z taveniny ve směru čar 9 podle obr.

1. Otvor trysky 2 byl umístěn ve vzdálenosti 2,9 metru nad hladinou 6, přičemž kyslík postupujíc! ve směru čar 8 byl vháněn tryskou 7 do prostoru pod klenbou 3 rafinační nádoby 4 rychlostí zvuku. To znamená, že poměr L/V byl 0,009. Ze vztahu podle vynálezu vyplývá, že 49 _+ 8 % z množstvi kysliku vháněného na hladinu lázně zreagovalo se složkami lázně. Po zrafinováni oceli byl zjištěn procentuální podíl kysliku vháněného na hladinu lázně, který reagoval se složkami lázně, 50 %.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob rafinace taveniny oceli, s výhodou uhlíkaté oceli, nízkolegovaná oceli nebo nere zové oceli, která s výhodou má počáteční obsah uhliku v rozmezí od 0,2 do 5 % hmot., který je prováděn v rafinační nádobě, přičemž se do taveniny oceli vhání kyslík pod hla dinu lázně, přinejmenším část tohoto kyslíku vháněného pod hladinu lázně reaguje s uhli kem v tavenině na oxid uhelnatý, unikajici z lázně, dále se vháni kyslik tryskou na hladinu lázně, přičemž část z tohoto kysliku vháněného na hladinu lázně reaguje se slož kami taveniny a druhá část tohoto kysliku vháněného na hladinu lázně reaguje s oxidem uhelnatým unikajícím z taveniny v prostoru nad hladinou taveniny, vyznačující se tim, že požadovaná část z množstvi kysliku vháněného na hladinu lázně, která reaguje se slož kami taveniny se řidl vztahem

CS 274 278 B2

P - K - (1629/sekunda) . (L/V) va kterém znamená

P požadovaný procentuální podíl kyslíku vháněného na povrch lázně, který reaguje ee slož kami lázně,

L ja výška otvoru trysky nad povrchem lázně (v metrech),

V je rychlost kyslíku vháněného tryskou (v metrech za sekundu), a K je konstanta o hodnotě v rozmezi od 56 do 72.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tim, že průtočné množstvi kyslíku vháněného pod hlaQ dinu lázně se pohybuje v rozmezi od 15,6 do 187,3 m no tunu taveniny oceli za hodinu.
3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tim, že ee kyslík vháni pod povrch taveniny oceli spolu s inertnim plynem.
4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že podíl kyslíku vháněného na hladinu taveniny oceli pod klenbou rafinační nádoby odpovídá 25 % až 150 % kyslíku vháněného pod hladinu taveniny.
5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tim, že kyslík vháněný na hladinu lázně taveniny se přivádí rychlostí 45,7 m.s^ až rychlosti zvuku.

6. Způsob podle bodu 1, vyznačující S6 tim. ŽS ss kyslík vhání na hladinu lázně ve svislé vzdálenosti od hladiny 0,56 až 3, ,81 metru. 7. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tim, že ss kyslík vháni na hladinu lázně z prostoru pod klenbou rafinační nádoby. 8. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tim, že ss kyslík vháni na hladinu lázně z prostoru nad klenbou rafinační nádoby. 9. Způsob podle bodu 1, vyznačující ss tím, žs ss kyslík vháni na hladinu lázně kolmo.
10. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tim, že se kyslík vháni na hladinu lázně šikmo.